Fabricación y Uso de Tornillos: Materiales, Herramientas y Procesos

Materiales y Fabricación de Tornillos del Maquinista

Un maquinista es una persona que utiliza máquinas para hacer o modificar piezas, principalmente piezas de metal, un proceso conocido como mecanizado. Esto se logra usando máquinas herramienta para cortar el exceso de material, de manera similar a como un tallador de madera corta el exceso de madera para producir su trabajo. Además del metal, las piezas se pueden hacer de muchas otras clases de materiales, como plásticos o madera. El objetivo de estas operaciones de corte es producir una pieza que se ajuste a un sistema de especificaciones, o tolerancias, generalmente en forma de dibujos de ingeniería conocidos comúnmente como planos.

El Papel del Maquinista en la Fabricación

Generalmente, se recurre a un maquinista cuando se necesita producir una pieza a partir de un material mediante corte. Dicha parte puede ser única o se puede necesitar en miles de unidades. Esto podría incluir una pieza de maquinaria para una línea de producción o cualquier cosa que se pueda hacer de metal o plástico. Producir una pieza a menudo requerirá varios pasos y más de una máquina herramienta. Cada máquina herramienta desempeña un papel específico en el corte del exceso de material. Cuando se necesita una gran cantidad de piezas, se requiere una planificación de la producción para planear el flujo de trabajo más lógico a través de una serie de máquinas.

Herramientas del Maquinista

Las herramientas con las que se espera que un maquinista sea experto se dividen en 6 categorías amplias:

• Herramientas de Medición: Las herramientas de medición vienen en varias variedades básicas:
  • Herramientas de comparación, como paralelos ajustables y calibradores llanos.
  • Herramientas de lectura directa, como reglas, escalas y calibradores a vernier.
  • Herramientas de micrómetro basadas en roscas de tornillo.
  • Herramientas basadas en movimientos de engranajes, herramientas de medición electrónicas indicadoras basadas en transductores. Muchos de estos son versiones digitales de sus precursores mecánicos, como un calibrador digital.
• Herramientas de Mano: Las herramientas de mano son generalmente un complemento de otras herramientas.
• Máquinas Herramienta: Las máquinas herramienta más comunes se dividen en las siguientes categorías:
  • Perforadoras: de banco, de piso, radiales y horizontales.
  • Fresadoras: horizontales, verticales y mandrinadoras.
  • Tornos: torno de motor, torno de torreta, torno de torreta vertical, mandrinadora vertical.
  • Rectificadoras: de superficie, cilíndricas, sin centros.
• Sujetadores de Trabajo: Los sujetadores de trabajo pueden incluir tornillos de banco y mandriles.
• Sujetadores de Herramienta: Los sujetadores de herramienta pueden incluir varios mandriles, adaptadores de corte, extensiones de corte, postes de herramienta, torretas indexables, herramientas de caja, adaptadores de cambio rápido, árboles y collares.
• Herramientas de Corte: Las herramientas de corte incluyen varias fresas, como fresas de cara, fresas de carcasa, fresas de extremo y brocas; varias brocas de núcleo, herramientas de forma y herramientas de roscado; varias muelas abrasivas que se distinguen por su geometría, enlace, tamaño de grano y compuesto.

Terrajas - Descripción y Funciones

A veces denominada diestock o dado de roscar, la terraja es una pieza de equipo que es muy importante para el proceso de crear roscas uniformes en diversos tipos de tornillos, pernos y tuberías. Esencialmente, es un marco que ayuda a mantener las herramientas de corte alineadas, asegurando así que las roscas estén espaciadas y cortadas uniformemente según las especificaciones requeridas.

El dado corta una rosca en una barra cilíndrica preformada, lo que crea una pieza roscada macho que funciona como un perno.

Roscas

Las roscas son un formato helicoidal continuo de canto en el interior (tuerca) o el exterior (tornillo) de un cilindro. Este canto se llama cresta. Entre cada cresta hay un espacio, llamado valle. Las roscas se fijan en ángulo con respecto al eje del perno o de la tuerca. Esta pendiente se llama ángulo de hélice. El ángulo debe inclinarse hacia arriba a la derecha (para los tornillos roscados a la derecha) o hacia arriba a la izquierda (para los tornillos roscados a la izquierda).

Aceros

El acero es una aleación que consiste principalmente en hierro, con un contenido de carbono entre el 0.02% y el 2.04% en peso (C: 0.02% - 2.04%), dependiendo del grado. El carbono es el elemento de aleación más rentable para el hierro, pero se utilizan otros elementos de aleación, como el manganeso y el tungsteno.

• Acero de cementación: Producido por el proceso de cementación. La materia prima para esto eran barras de hierro forjado.
• Acero de crisol: Es acero que se ha fundido en un crisol en lugar de ser forjado, con el resultado de que es más homogéneo. El acero de cementación (hecho como se indicó anteriormente) se fundía en un crisol en un horno y se moldeaba (generalmente) en lingotes.

Herramientas de Medición

Entre las herramientas de medición tenemos: calibradores, micrómetros, flexómetros, reglas, escalas, escuadras.

• Flexómetro: Es una cinta metálica graduada en los sistemas métrico o inglés. Es un instrumento simple que utilizamos en el taller. Su uso principal es medir materiales.
• Reglas: Es una pieza cuyos bordes son perfectamente rectos y paralelos entre sí. No tiene graduaciones para medir, por lo que podemos decir que es un instrumento utilizado para comparar. También se utiliza para ajustar piezas y para trazar.
• Escalas: Es una pieza graduada en dos sistemas. Sus bordes son perfectamente rectos y paralelos. Se utiliza para trazar y para realizar mediciones.
• Escuadra: Es una combinación de una regla y una escala. Se utiliza para verificar la perpendicularidad de las superficies y para trazar.
• Transportador: Se utiliza para verificar cualquier ángulo.

Máquinas

Fresadora

Una fresadora es una máquina herramienta utilizada para mecanizar materiales sólidos. Las fresadoras existen en dos formas básicas: horizontal y vertical, términos que se refieren a la orientación del husillo de la herramienta de corte. A diferencia de un taladro, en el que la pieza se mantiene inmóvil y el taladro se mueve verticalmente para penetrar en el material, el fresado también implica el movimiento de la pieza contra el cortador giratorio, este último puede cortar tanto en sus flancos como en su punta.

Ejemplo de un centro de fresado vertical CNC

Fresadora vertical: 1: fresa 2: husillo 3: corredera superior 4: columna 5: mesa 6: eje 7: ménsula 8: base

Fresadora horizontal: 1: base 2: columna 3: ménsula 4 y 5: mesa (el eje X es integral) 6: carnero superior 7: árbol (unido al husillo)

Torno

Un torno es una máquina herramienta que hace girar un bloque de material para realizar diversas operaciones, como corte, lijado, moleteado, taladrado o deformación, con herramientas que se aplican a la pieza para crear un objeto que tenga simetría alrededor de un eje de rotación.

Los tornos se utilizan en carpintería, metalurgia, hilado de metales y cristalería.

Tornos Metalúrgicos

Un torno metalúrgico

En un torno metalúrgico, el metal se elimina de la pieza utilizando una herramienta de corte endurecida, que generalmente se fija a un montaje móvil sólido, un portaherramientas o una torreta, que luego se mueve contra la pieza utilizando volantes y/o motores controlados por computadora. Estas herramientas de corte vienen en una amplia gama de tamaños y formas, dependiendo de su aplicación. Algunos estilos comunes son diamante, redondo, cuadrado y triangular.

La metalurgia es una ciencia, un arte, una afición, una industria y un comercio. Sus raíces históricas atraviesan culturas, civilizaciones y milenios. La metalurgia se ha desarrollado a partir del descubrimiento de la fundición de diversos minerales, produciendo metal maleable y dúctil útil para herramientas y adornos. Los procesos metalúrgicos modernos, aunque diversos y especializados, se pueden clasificar como conformación, corte o unión. El taller de máquinas de hoy incluye una serie de máquinas herramienta capaces de crear un objeto preciso y útil.